Sensor Jarak Optik Sensor Inframerah

2.3 Sensor

Terdapat berbagai macam sensor yang digunakan dalam penelitian ini, untuk itu akan dipaparkan landasan teori singkat untuk masing-masing sensor yang digunakan.

2.3.1 Sensor Jarak Optik

Untuk bergerak dengan baik dan dapat memetakan sirkuit, maka robot harus mampu mengukur dengan akurat jarak halangandinding yang terdapat di depan atau disamping robot. Maka penulis mencoba menggunakan metode Optical Distance Sensing atau penginderaan jarak secara optik. Artinya sensor yang digunakan menggunakan prinsip pemantulan segitiga triangulation. Gambar 2.7 Optical Distance Sensing 80 cm 10 cm Universitas Sumatera Utara SHARP GP2D12 adalah sensor yang menggunakan metode pemantulan segitiga ini, adapun jarak maksimum yang dapat dideteksi adalah ± 80 cm dan jarak terdekat adalah 10 cm. Sinar inframerah yang ditembakkan oleh pemancar sensor inframerah pada sensor SHARP GP2D12 akan disejajarkan oleh lensa penyearah sehingga sinar inframerah memancar ke satu arah saja. Kemudian sinar inframerah akan menumbuk permukaan halangan dinding dan akan dipantulkan. Pantulan sinar inframerah ini akan ditangkap oleh lensa pem-fokus yang diteruskan ke CCD-Array Charged Coupled Device atau susunan piranti peka cahaya berupa susunan photodioda PSDPosition Sensitive Detector. Perkenaan pada setiap bagian dari array tergantung sudut tumbukan yang dihasilkan, semakin kecil sudut tumbukan berarti halangan semakin jauh juga sebaliknya. Kemudian sebagian dari susunan yang terkena pantulan akan memberikan output sinyal ke rangkaian processing-unit pada sensor, yang pada akhirnya akan mengeluarkan output tegangan analog. Skema pantulan dapat dilihat pada Gambar 2.7.

2.3.2 Sensor Inframerah

Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Namanya berarti bawah merah dari bahasa Latin infra, bawah, merah merupakan warna dari cahaya tampak dengan gelombang terpanjang. Radiasi inframerah memiliki jangkauan tiga order dan memiliki panjang gelombang antara 700 nm dan 1 mm. Universitas Sumatera Utara Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75 ฀1.000 nm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 ฀10 cm -1 . Radiasi elektromagnetik dikemukakan pertama kali oleh James Clark Maxwell, yang menyatakan bahwa cahaya secara fisis merupakan gelombang elektromagnetik, artinya mempunyai vektor listrik dan vektor magnetik yang keduanya saling tegak lurus dengan arah rambatan. LED inframerah adalah suatu komponen yang tersusun dari sambungan PN yang akan memancarkan cahaya bila dialiri arus dengan bias maju. Proses pancaran cahaya berdasarkan perubahan tingkat energi ketika elektron dan lubang bergabung atau berekombinasi di daerah N pada saat LED dibias maju. Selama perubahan energi ini, proton akan dibangkitkan, sebagian akan diserap oleh bahan semikonduktor dan sebagian lagi akan dipancarkan sebagai energi cahaya. Sensor inframerah yang digunakan pada robot ini adalah berupa photodioda. Photodioda digunakan untuk mendeteksi inframerah yang dipancarkan oleh objek yang hendak diukur. Photodioda memiliki lensa yang berfungsi untuk memfokuskan sinar jatuh pada pertemuan pn. Konduktivitas dioda ditentukan langsung oleh cahaya yang jatuh padanya. Energi pancaran cahaya yang jatuh pada pertemuan pn menyebabkan sebuah elektron berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Elektron berpindah ke luar dari valensi band meninggalkan hole sehingga membangkitkan pasangan elektron bebas dan hole. Universitas Sumatera Utara Rangkaian dasar photodioda ditunjukkan dengan gambar 2.8. Photodioda dihubungkan seri dengan sebuah R dan dicatu dengan sumber tegangan DC. Arus balik akan bertambah besar bila sebuah cahaya jatuh pada pertemuan pn photodioda dan arus balik Iλ akan menjadi sangat kecil bila pada pertemuan pn photodioda tidak terdapat cahaya yang jatuh padanya. Arus yang mengalir pada kondisi gelap disebut dark current sedangkan resistansinya ditentukan dengan hukum Ohm sebagai berikut: R R V R I   Gambar 2.9 menunjukkan kurva karakteristik photodioda. Arus reverse ditentukan oleh tegangan balik. Arus balik ditunjukkan dengan sumbu Y dalam satuan mA. Adapun kuat cahaya ditunjukkan pada sumbu X dengan satuan foot candles. Gambar 2.8 Rangkaian dasar photodiode Universitas Sumatera Utara Gambar 2.9 Grafik hubungan kuat arus reverse terhadap terang cahaya photodioda

2.4 Robot Bergerak Beroda